1 前言
近年來(lái)環(huán)保壓力日益增加，早在2013年9月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出了各相關(guān)行業(yè)的VOC限制標(biāo)準(zhǔn)。2015年，我國(guó)“史上最嚴(yán)"的《環(huán)保法》正式實(shí)施，對(duì)用漆企業(yè)開(kāi)征4％的涂料消費(fèi)稅。2018年1月1日，環(huán)保稅正式實(shí)施。而傳統(tǒng)涂料及其上下游的化工企業(yè)，歷來(lái)是環(huán)保監(jiān)管的重點(diǎn)對(duì)象。傳統(tǒng)油漆生存空間一再被壓縮，其替代行動(dòng)已經(jīng)正在進(jìn)行并加快進(jìn)度。
因環(huán)保優(yōu)勢(shì)，粉末涂料取代傳統(tǒng)油漆已成為當(dāng)今的主流和趨勢(shì)，隨著粉末涂料及涂裝技術(shù)的改進(jìn)，粉末涂料應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。但是與油漆相比粉末涂料依舊存在一些不足亟待改善，比如液體油漆的顏料可選擇性較多、金屬顏料（鋁粉、銅金粉、珠光顏料在此統(tǒng)稱金屬顏料）的可添加量大，某些涂膜中金屬顏料添加量可多達(dá)50％，而且液體油漆的涂膜有很好的透亮度和飽滿度等。由于粉末涂料本身的特性，使得粉末涂料中不易添加太多的金屬顏料。如何得到高飽滿度、高透亮度，同時(shí)兼具油漆閃爍效果的涂膜是“漆改粉”需要解決的一大問(wèn)題。
目前閃爍金屬粉末涂層的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方式，分別為一次噴涂成膜和二次噴涂成膜。一次噴涂為金屬粉末涂料一次噴涂而成，二次噴涂是首先噴涂底粉，預(yù)固化之后再噴涂罩光面粉固化而成。
2 一次噴涂金屬粉末制備及噴涂工藝
一次噴涂是由金屬粉末涂料一遍噴涂而成（如圖1），為獲得閃爍金屬效果同時(shí)兼具足夠的遮蓋力，需用透明底粉添加大量粗粒徑的金屬顏料，這樣一來(lái)對(duì)粉末涂料配方、制備工藝和噴涂工藝都有較高的要求。
2.1 金屬粉末涂料的制備
2.1.1 金屬粉底粉的選擇
為了保證最終金屬粉末涂層的閃爍度，底粉的透明度要盡可能高，少加顏填料，甚至選用全透明粉。任何有遮蓋力的顏填料的加入都會(huì)影響到最終涂膜中金屬顏料的閃爍性。使用透明粉和透明顏料搭配金屬顏料做出的粉末涂層金屬感和閃爍度才能達(dá)到最佳。
為了最終涂膜的平整度，底粉宜選用固化溫度下熔融黏度低、膠化時(shí)間長(zhǎng)的配方。這樣能夠有效避免由于大量金屬顏料加入導(dǎo)致的流平變差甚至橘皮，最終得到更接近油漆流平的涂膜。
為了盡可能的減少涂膜的缺陷，底粉的抗干擾性要足夠強(qiáng)。大量金屬顏料的加入會(huì)放大原本不明顯的缺陷。由于此類粉末金屬顏料添加量較大，粉末中稍有缺陷就會(huì)導(dǎo)致缺陷處金屬顏料的含量和排列與周圍不一致，進(jìn)而導(dǎo)致其顏色明顯的與周圍不同。
另外，底粉的粒度應(yīng)適當(dāng)降低，因?yàn)榈追劢?jīng)過(guò)邦定后，粉末的粒徑會(huì)有不同程度的增加，應(yīng)綜合考慮客戶需要和邦定工藝來(lái)確定底粉的粒度。同樣的底粉粒度，分布略寬，細(xì)粉量略高會(huì)有助于提高中、大粒徑金屬顏料的邦定效率，如果邦定金屬粉主要是細(xì)粒徑金屬粉，粒度可以適當(dāng)?shù)拇忠恍ㄈ鐖D2，圖3）。
2.1.2 金屬顏料的選擇
金屬顏料的選擇會(huì)直接影響涂層閃爍度。不同種類金屬顏料閃爍度不同，同類金屬顏料不同粒度閃爍度也不同（如圖4）。
目前粉末常用的金屬顏料有鋁粉、銅金粉和珠光顏料：
鋁粉，俗稱銀粉，目前閃爍鋁粉主要是由霧化鋁粉球磨成鱗片狀再拋光、包裹而成，拋光和包裹工藝直接決定鋁粉的閃爍度、耐候性和耐酸堿性，目前也有廠家通過(guò)增加一層金屬氧化物的包裹使鋁粉呈現(xiàn)出彩色金屬光澤。
銅金粉是銅和鋅合金的細(xì)粉，金粉可按銅和鋅的不同比例，制出青金色、黃金色及紅金色等不同光彩的成品。
珠光顏料是由金屬氧化物薄層包覆云母片構(gòu)成。改變金屬氧化物薄層，就能產(chǎn)生不同的珠光效果，顏色主要有銀色、亮金色、金屬色、彩虹干擾色以及變色龍系列等。目前合成云母片也已大量應(yīng)用，用合成云母制得的水晶珠光顏料要比傳統(tǒng)珠光顏料閃爍度高很多。這是由于合成云母片透明度和純度比天然云母片高，進(jìn)而亮度和閃光度也提高許多。
一般來(lái)講，同材質(zhì)金屬顏料粒徑越大，閃爍度越高，但是粒徑越大，遮蓋力也越差。如果底粉選用的是半透粉或透明粉，就要注意同時(shí)考慮閃爍度和遮蓋力，還要注意粒徑過(guò)大的金屬顏料更易出現(xiàn)涂膜剌手、顆粒等缺陷。
2.1.3 混合工藝
混合工藝是金屬粉末制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，閃爍金屬粉末涂料一般金屬顏料含量較大，如果直接干混后噴涂，會(huì)存在施工不穩(wěn)定，噴涂工件缺陷多，回收粉難以重復(fù)利用等問(wèn)題。其原因是金屬顏料與粉末涂料底粉顆粒存在比重、帶電性等方面的差異，上粉能力差異大。所以要對(duì)底粉和金屬顏料進(jìn)行熱粘接或者對(duì)金屬顏料進(jìn)行特殊處理后再干混。
A 熱粘接
熱粘接目前最常用的就是邦定工藝，也有粉末廠家利用高速預(yù)混外加保溫套，內(nèi)加溫度傳感器改造而成的熱粘接預(yù)混器，此預(yù)混器改造成本較低，能夠進(jìn)行一些簡(jiǎn)單、要求不高的熱混合，這個(gè)算是一種“簡(jiǎn)配版"的“邦定機(jī)"。
邦定機(jī)目前已逐漸普及，邦定工藝也日漸成熟。邦定機(jī)操作上只要能夠注意幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定，如邦定溫度、槳葉轉(zhuǎn)速、邦定時(shí)間等，通過(guò)摸索一般都能達(dá)到一定的邦定效果。
閃爍金屬邦定粉的制備對(duì)邦定工藝的要求更為嚴(yán)格。因?yàn)榻饘俜鄣奶砑恿恳话爿^大，如果邦定效果不佳很容易造成使用時(shí)噴涂困難、槍頭積粉、甩粉團(tuán)、回收粉無(wú)法使用、噴涂工件發(fā)花或者陰陽(yáng)面等情況。此外也容易出現(xiàn)邦定完后金屬粉閃爍度嚴(yán)重下降的情況。
閃爍金屬邦定粉邦定時(shí)尤其要注意三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：
（1）邦定溫度的設(shè)定
邦定溫度尤為關(guān)鍵，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為邦定溫度應(yīng)在粉末Tg點(diǎn)附近，實(shí)際的邦定溫度要稍高于Tg點(diǎn)，具體溫度可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索確定。最佳溫度應(yīng)該是邦定完成后過(guò)篩時(shí)有少量的結(jié)團(tuán)（不超過(guò)5％），如果過(guò)篩時(shí)完全沒(méi)有團(tuán)那說(shuō)明還沒(méi)達(dá)到邦定溫度。還可以對(duì)比邦定前后的粒度分布確定，較好邦定粉通過(guò)邦定后一定是D50略有增加，而D10顯著下降。如果邦定前后D50和D10無(wú)明顯變化那說(shuō)明沒(méi)有達(dá)到邦定溫度，邦定效果不佳。有些邦定機(jī)可以通過(guò)主機(jī)電流變化來(lái)判斷，到達(dá)邦定溫度時(shí)粉末明顯發(fā)粘，槳葉阻力增大，主機(jī)電流也隨之增大，主機(jī)電流明顯增大時(shí)就到達(dá)邦定溫度了，但是有的邦定機(jī)即使到達(dá)了邦定溫度主機(jī)電流也增大不明顯，這可能是跟槳葉的設(shè)定和主機(jī)電機(jī)的選用有關(guān)系。
（2）金屬顏料加入時(shí)機(jī)
金屬顏料加入時(shí)機(jī)也比較關(guān)鍵，閃爍金屬顏料大多粒徑較粗，在與槳葉和斧壁碰撞、摩擦?xí)r容易導(dǎo)致金屬顏料破裂或者表面光潔度下降，進(jìn)而影響涂層閃爍度。較粗的金屬顏料應(yīng)在即將達(dá)到邦定溫度時(shí)加入，而且在加入前要把邦定機(jī)槳葉轉(zhuǎn)速降下來(lái)，以防閃爍金屬顏料被破壞。
細(xì)金屬顏料應(yīng)提前加入，因其主要提供遮蓋，不是閃爍度提供者，且其被打碎的概率相對(duì)較低，另外細(xì)金屬顏料不易分散，提前加入在高轉(zhuǎn)速下會(huì)分散更好。
B 直接混合
邦定工藝能夠很好的解決施工穩(wěn)定性和回收粉再利用問(wèn)題，可是邦定工藝相對(duì)還是較復(fù)雜。因此有人通過(guò)對(duì)金屬顏料進(jìn)行包裹改性，使其更接近底粉的上粉能力。目前已有廠家聲稱做出了“免邦定金屬顏料"，通過(guò)對(duì)金屬顏料包裹樹(shù)脂等縮小金屬顏料與底粉的上粉能力差距。例如有廠家對(duì)鋁粉處理，先是包裹一定厚度二氧化硅薄層，之后再次包裹與二氧化硅厚度相當(dāng)?shù)某秃蚓埘�，既提高了鋁粉的耐侯性，又縮小了鋁粉與粉末涂料底粉帶電性和密度方面的差異。
2.2 噴涂工藝
近年來(lái)邦定工藝逐步在完善和成熟，邦定粉噴涂也相對(duì)越來(lái)越容易操作�？杉词谷绱耍胍_(dá)到100％的金屬顏料邦定效果還是有難度的，因此噴涂時(shí)還要注意一些情況：
（1）注意噴槍參數(shù)的一致性
在不同時(shí)間噴涂同一品種粉末時(shí)，噴涂的氣壓、電壓、出粉量、霧化和槍距等參數(shù)應(yīng)保持前后一致性，這樣更有助于不同批次成品的一致性，減少不同噴涂批次產(chǎn)品的顏色差異。
（2）注意回收粉和新粉加入的穩(wěn)定性
噴涂時(shí)還要注意新粉和回收粉按固定的比例同時(shí)加入流化桶，盡量保證粉桶中粉末的前后一致性，如此就可以保證涂裝效果的穩(wěn)定性了。
3 二次噴涂金屬粉末制備及噴涂工藝
邦定粉是實(shí)現(xiàn)粉末涂料替代閃爍油漆的一個(gè)途徑，如果客戶具備二次噴涂條件的話，可獲得更接近油漆效果的粉末涂料涂層。二次噴涂就是兩次噴涂?jī)纱喂袒�，即底粉噴涂→半固化→面粉噴涂→固化（如圖5，圖6）。
3.1 二次噴涂金屬粉末涂料的制備
二次噴涂的底粉和面粉都可以選擇是否添加金屬顏料。與一次噴涂要求一遍噴涂就要全遮蓋不同，二次噴涂可以具有以下特點(diǎn)：
底粉不僅可以是金屬含量特別多的邦定粉，也可以是普通的粉末涂料，也可以是含有少量金屬顏料的干混粉。
面粉宜選擇透明粉與大粒徑閃爍金屬顏料的干混物，無(wú)需考慮遮蓋力。
3.1.1 底粉制備
二次噴涂粉末涂料的底粉可以根據(jù)客戶需要，可添加不同量的金屬顏料，也可以不加金屬顏料。如果在底粉和面粉中都加入金屬顏料，可以得到立體感更強(qiáng)且具有明顯層次感的閃爍涂層。
無(wú)金屬顏料的底粉
當(dāng)?shù)追蹫椴缓饘兕伭系钠胀ǚ勰┩苛蠒r(shí)，其生產(chǎn)工藝沒(méi)有特殊性，一般可以按正常的粉末涂料生產(chǎn)即可。
金屬顏料量較少的底粉
金屬顏札含量較少時(shí)可以按普通的干混工藝，即生產(chǎn)出底粉后，再混入金屬顏料，混合均勻即可。
金屬顏料較多的底粉
金屬顏料含量較多時(shí)也需要邦定，具體工藝可以參考上文2.1邦定粉的制備。
3.1.2 面粉制備
由于底粉遮蓋力足夠，面粉推薦選用透明粉，也可以使用透明顏料調(diào)色，同時(shí)面粉中宜適量外混入閃爍力較強(qiáng)的金屬顏料，混入量不宜太多，金屬顏料沒(méi)必要完全蓋住底色。這樣底粉提供遮蓋，面粉提供閃爍效果，涂層的金屬感和立體感俱佳（如圖7）。
3.2 二次噴涂工藝
二次噴涂的噴涂工藝，單獨(dú)看底粉和面粉噴涂與一次噴涂相比沒(méi)有特殊性，每次噴涂時(shí)都盡量保證噴涂工藝的穩(wěn)定性，尤其是有有金屬顏料加入時(shí)，具體可以參考本文2.2噴涂工藝章節(jié)所述。
另外底粉噴涂完后宜在半固化的情況下再噴涂面粉。面粉熔融固化的同時(shí)底粉完成后續(xù)固化，以增加兩層的層間附著力，防止“兩張皮”情況的發(fā)生。
同時(shí)由于是兩遍噴涂，容易出現(xiàn)過(guò)厚的情況。為了節(jié)約用粉量，底粉面粉噴涂時(shí)都應(yīng)根據(jù)需要控制厚度。底粉主要提供遮蓋性，不需要太厚。如果噴涂過(guò)厚，會(huì)一定程度上影響到面粉的上粉情況。而面粉在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加厚度，能夠提升金屬顏料的立體閃爍感和飽滿度。
4 總結(jié)
綜上，目前閃爍油漆涂層的“粉末化”有兩種實(shí)現(xiàn)途徑：
一次噴涂，粉末宜選擇透明粉添加大量閃爍金屬顏料，工藝上需要邦定或者對(duì)所加金屬顏料進(jìn)行包裹改性；
二次噴涂，底層粉末可以有多種選擇，面粉宜選擇透明粉添加閃爍金屬顏料。
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